为什么您的 GPS 或 STRAVA 高度不准确？

关于高度精度和 GPS 高度差异的重复问题或问题出现。

虽然看起来微不足道，但要获得准确的高度却很有挑战性，但在水平面上，您可以轻松地放置卷尺、绳索、测地链或累积轮子的周长来测量距离。 另一方面，将仪表 📐 定位在垂直平面上更加困难。

GPS 高度基于地球形状的数学表示，而地形图上的高度基于与地球相关的垂直坐标系。

因此，这是两个不同的系统，它们必须在某一点重合。

海拔高度和垂直落差是大多数骑自行车的人、山地自行车手、徒步旅行者和登山者在骑行后想要咨询的参数。

获取垂直剖面和正确高程差的说明在户外 GPS 手册（例如 Garmin GPSMap 范围手册）中有相对详细的记录，但矛盾的是，这些信息在预期的 GPS 用户手册中几乎不存在或含糊不清。 骑自行车者（例如 Garmin Edge GPS 范围的指南）。

Garmin 的售后服务会提供所有有用的建议，就像 TwoNav 一样。 对于其他 GPS 制造商或应用程序（除了 Strava），这是一个很大的差距🕳。

如何测量身高？

几种技术：

• 在实践中应用著名的泰勒斯定理，
• 各种三角测量技术，
• 使用高度计，
• 雷达，交易，
• 卫星测量。

气压高度计

有必要确定标准：高度计将一个地方的大气压力转换为高度。 0 m 的高度对应于海平面 1013,25 °C 温度下 15 mbar 的压力。

在实践中，这两个条件在海平面上很少满足，例如写这篇文章时，诺曼底海岸的压力为 1035 毫巴，温度接近 6°，这会导致海拔高度错误约 500 m。

如果压力/温度条件稳定，气压高度计会在重新调整后给出准确的高度。

调整是为了保持某个位置的准确高度，然后高度计会根据大气压力和温度的变化调整该高度。

温度下降 🌡 使压力曲线变窄，高度会增加，如果温度升高，反之亦然。

显示的高度值会对环境温度的变化很敏感，手持或佩戴在手腕上的高度计用户应注意局部温度变化对显示值的影响（例如：手表关闭/袖打开、动作快慢造成的相对风、体温的影响等）。

把稳定气团简化为稳定天气🌥。

如果使用得当，气压高度计是一种可靠的参考仪器，适用于各种应用，例如航空、远足、登山......

L'altitude GPS

GPS 确定一个地方相对于模拟地球的理想球体的高度：“椭圆体”。 由于地球是不完美的，所以需要转换这个高度才能得到“大地水准面”高度🌍。

使用 GPS 读取测量标记高度的观察者可以看到几十米的偏差，尽管他的 GPS 在理想的接收条件下工作正常。 也许 GPS 接收器有问题？

这种差异是由椭球体模型的准确性来解释的，尤其是大地水准面模型，由于地球表面不是理想的球体、包含异常、经历人类修改并且不断变化，因此该模型很复杂。 （地球和人类）。

这些不准确将与 GPS 固有的测量误差相结合，是导致 GPS 报告的高度不准确和不断变化的原因。

卫星几何形状有利于良好的水平精度，即卫星在地平线上的低位置，阻碍了准确的高度获取。 垂直精度的数量级是水平精度的 1,5 倍。

大多数 GPS 芯片组制造商将数学模型集成到他们的软件中。 它接近地球的大地测量模型 并提供此模型中指定的高度。

这意味着如果您在海上行走，看到负高度或正高度并不罕见，因为地球的大地测量模型是不完善的，而且必须加上 GPS 固有的误差。 这些错误的组合可能会导致某些位置的海拔偏差超过 50 米😐。

大地水准面模型得到了改进，特别是由于 GNNS 定位获得的高度测量将在几年内保持不准确。

数字地形模型“DTM”

DTM 是由网格组成的数字文件，每个网格（正方形基本表面）提供该网格表面的高度值。 一个思路当前世界高程模型的网格尺寸是30米x 90米，知道地球表面某点的位置（经度，纬度），通过读取很容易得到该地方的高度DTM 文件（或 DTM，英文数字地形模型）。

DEM 的主要缺点是其可靠性（异常、漏洞）和文件准确性； 例子：

• ASTER DEM 的步长（网格或像素）为 30 m，水平精度为 30 m，高度计为 20 m。
• MNT SRTM 可用于 90 m 间距（网格或像素）、大约 16 m 高度计和 60 m 平面精度。
• Sonny DEM 模型（欧洲）以 1°x1° 的增量提供，即单元尺寸约为 25 x 30 m，具体取决于纬度。 供应商编制了最准确的数据源，此 DEM 相对准确，可通过免费的 OpenmtbMap 映射“轻松”用于 TwoNav 和 Garmin GPS。
• IGN DEM 5m x 5m 以 2021m x 1m 或 1m x 5m 步长免费提供（从 5 年 1 月起），垂直分辨率为 XNUMXm。本指南中解释了如何访问此 DEM。

不要将分辨率（或文件中数据的准确性）与该数据的实际准确性混淆。 读数（测量值）可以从不允许观察地球表面到最近的仪表的仪器中获得。

IGN DEM，从 2021 年 1 月免费提供🙏，是使用各种仪器获得的读数（测量值）的拼凑而成。 为最近的研究（例如洪水风险）扫描的区域以 5 m 的分辨率扫描，其他地方的精度可能与此值相差很远。 然而，在文件中，数据已经被插值到以5x1m或1x2026m的增量填充字段。IGN发起了高分辨率投票活动，目标是到1年完全覆盖法国，那一天，IGN DEM将是准确的并以 1x1xXNUMXm 的间隔免费。...

DEM 显示地面的高程：不考虑基础设施（建筑物、桥梁、树篱等）的高度。 在森林中，这是树木脚下地球的高度，水面是所有大于一公顷的水库的海岸表面。

一个单元格中的所有点都具有相同的高度，因此在悬崖边缘，由于文件位置的不确定性，加上位置的不确定性，提取的高度可能与相邻单元格相同。

理想接收条件下的 GPS 定位精度在 4,5% 时约为 90 m。 最新的 GPS 接收器（GPS + Glonass + Galileo）可以看到这种性能。 因此，在真实位置的 90 到 100 m（晴朗的天空，不包括遮罩，不包括峡谷等）之间的 0 次中，准确度是 5 次。 使用具有 1 x 1 m 单元的 DEM 会适得其反。因为在正确的网格上的机会很少。 这种选择会使处理器不堪重负，没有真正的附加值！

要获得可用于以下用途的 DEM：

• TwoNav GPS：5m 处的 CDEM (RGEALTI)。

• Garmin GPS：桑尼数据库

  了解如何为 TwoNav GPS 创建您自己的 DEM。 可以使用 Qgis 软件提取电平曲线。

使用 GPS 确定高度

一种解决方案可能是将 DEM 文件加载到您的 GPS 导航器中，但只有当网格尺寸减小并且文件足够准确（水平和垂直）时，高度才会可靠。

要很好地了解 DEM 的质量，只需可视化，例如，湖泊的地势或构建一条穿过湖泊的路径并观察 2D 剖面中的高程就足够了。

图像：LAND 软件，在 3D 放大倍数 x XNUMX 和正确的 DEM 中查看 Gerardmer 湖。 网格在地形上的投影显示了当前的 DEM 限制。

图片：LAND 程序，Gérardmer 湖“BOG”的二维视图，使用正确的 DTM。

所有现代“优质”GPS 设备都有指南针和数字气压传感器，因此是气压高度计； 使用此传感器可以让您获得准确的高度，前提是您将高度设置在已知点（Garmin 推荐）。

自 GPS 出现以来，GPS 提供的高度不精确性促使航空混合算法的发展，这些算法使用气压计高度和 GPS 高度来提供准确的地理位置。 高度。 它是可靠的高度解决方案和 GPS 制造商的首选，针对户外 TwoNav 练习进行了优化。 和佳明。

在 Garmin，GPS 产品是根据用户个人资料（户外、骑行、山地自行车等）推出的，因此参考用户手册和售后服务非常重要。

最佳解决方案是将您的 GPS 设置为以下选项：

• 海拔 = 气压计 + GPS，如果 GPS 允许，
• 如果 GPS 允许，海拔高度 = 气压计 + DTM (MNT)。

在所有情况下，对于配备气压计的 GPS，请手动将气压计设置为起点的最低高度。 在山区 ⛰ 长距离运行时，需要重新设置，尤其是在温度和天气波动的情况下。

一些 Garmin GPS 优化的骑行设备会自动重置已知海拔航点的气压高度，这是山地自行车的一种特别智能的解决方案。 但是，用户必须在离开之前告知例如通道的高度和谷底； 回来的路上，高度差会准确👍。

在气压计+（GPS或DTM）模式下，厂商基于气压计、GPS或DEM看到的上升必须一致的原则，包含自动气压计调整算法：这个原则为用户提供了很大的灵活性，非常适合户外活动。

但是，用户应注意以下限制：

• GPS 基于大地水准面，因此如果用户穿过人造地形（例如，到渣场），校正将失真，
• DEM 显示地面上的路径，如果用户借用了人类基础设施的很大一部分（高架桥、桥梁、人行天桥、隧道等），则调整将被抵消。

因此，获得准确高程增加的最佳程序如下：

1️⃣ 一开始就调整气压传感器。 如果没有这个设置，高度将被转换（偏移），如果由于天气引起的漂移很小（山外的短路线），水平差将是正确的。 对于 Garmin 家庭 GPS 用户，Garmin 和 Strava 为社区使用“gpx”高度，因此最好将正确的海拔剖面输入数据库。

2️⃣ 为了减少长途旅行（> 1 小时）和山区的天气条件造成的漂移（高度和高度误差）：

• 专注于选择 气压计 + GPS, 有人工浮雕的外部区域（垃圾场、人工山丘等），
• 专注于选择 气压计 + DTM (MNT)如果您在使用大量基础设施（人行天桥、立交桥等）的路线之外安装了 IGN DTM（5 x 5 m 网格）或 Sonny DTM（法国或欧洲）。

发展身高差

前面几行中描述的海拔问题最常在观察到两个从业者之间的海拔差异不同或不同之后表现出来，这取决于它是在 GPS 上还是在像 STRAVA 这样的应用程序中读取（参见 STRAVA 帮助）。

首先，您需要调整 GPS 以提供最可靠的高度。

通过看图来得到层次的差异是很简单的，通常从业者仅限于确定极端维度点之间的差异，尽管准确地说，需要计算正等高线才能得到总和.

数字文件中没有水平线，GPS 软件、航迹绘图应用程序或分析软件配置为“累积步长或高程增量”。

通常可以配置“无累积”：

• 在 TwoNav 中，所有 GPS 的设置选项都是通用的
• 在 Gamin，您应该查阅用户手册和售后服务（根据典型的用户配置文件，每个型号都有自己的特点）
• OpenTraveller 应用程序有一个选项，建议调整灵敏度阈值以确定高度差异。

每个人都有自己的解决方案💡。

用于在线分析的网站或软件 努力替换高度 来自具有自己高度数据的“gpx”文件。

示例：STRAVA 创建了一个“原生”高度测量文件，该文件使用源自轨道的高程创建 STRAVA 已知的 GPS 并配备气压传感器。采用的方案假设STRAVA知道GPS，所以目前主要从GARMIN范围获取，文件的可靠性假设每个用户都照顾到手动高度重置.

至于实际的后果，这个问题尤其是在集体徒步的时候出现，因为每个参与者🚵可能会注意到他们的海拔差异与其他参与者的水平不同，这取决于他们的GPS类型，或者是一个不了解的好奇用户为什么差异是GPS海拔，分析软件或STRAVA不同。

在完全消毒的 STRAVA 世界中，GPS GARMIN 用户组的所有成员原则上应该在他们的 GPS 和 STRAVA 上看到相同的高度。 这种差异只能通过高度调整来解释是合乎逻辑的，但是 没有证实报告的高度差是正确的。

尽管他的 GPS 显示的水平差不同，但具有 STRAVA 不知道的 GPS 的用户组成员应该在 STRAVA 上看到与他的助手相同的高度差，这是合乎逻辑的。 他可以责怪他的设备，但它仍然可以正常工作。

读取IGN卡时，最接近真实的高度差值仍然是在法国或比利时。, 更先进的大地水准面的调试将逐步将地标移向 GNSS

GNSS：使用卫星系统进行地理定位和导航：通过处理从多颗人造卫星接收到的无线电信号，确定地表或地球附近某个点的位置和速度。

如果需要依赖软件或应用程序来获取高程差，则必须根据站点IGN地图的等高线，即5或10 m，调整此软件来调整累积步长值。 一小步将变成所有小跳跃或过渡到颠簸的下降，反之亦然，步太高将消除小山丘的上升。

应用这些建议后，作者的实验表明，使用 GPS 或配备可靠 DEM 的分析软件获得的高度值保持在“正确”范围内， 假设IGN地图也有自己的不确定性与使用 IGN 卡 1 / 25 获得的估计值相比。

另一方面，STRAVA 公布的价值通常被夸大了。 STRAVA 使用的方法基于用户的“反馈”，理论上可以让您预测快速收敛到非常接近事实的值，这取决于访问者的数量，这应该已经发生在 BikePark或非常繁忙的曲目！

为了具体说明这一点，这里对一条 20 公里长的丘陵道路上随机截取的轨道进行分析。 “气压”GPS 高度是在出发前设置的，它提供“气压+GPS”高度，DTM 是经过重新设计的可靠 DTM，更加准确。 我们位于 STRAVA 可以拥有可靠海拔剖面图的区域之外。

这是 IGN 和 GPS 之间的差异最大，IGN 和 STRAVA 之间的差异最小的轨迹的说明。 GPS和STRAVA之间的距离是80m，真正的“IGN”就在他们之间。

高地
离开	到达	最大	分	高度	偏差/IGN
GPS（屏障+GPS）	122	124	150	98	198	-30
DTM 上的高度调整	122	122	150	98	198	-30
食品	280	+51
IGN卡	122	122	148	99	228,5	0